Diseño de un sistema de refrigeración con dos temperaturas de evaporación empleando un solo compresor

• Autor: Paredes Yataco, Ismael Luis
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2015
• Institución: Pontificia Universidad Católica del Perú
• Repositorio: PUCP-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:tesis.pucp.edu.pe:20.500.12404/6509
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.12404/6509
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Refrigeración; Control de la temperatura; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.01

El presente proyecto consiste en un sistema de refrigeración que trabaja con dos temperaturas de evaporación (Ta = 0ºC, alta, y Tb =-15ºC, baja) y un solo compresor. Las capacidades frigoríficas solicitadas son de 400 W y 200 W en los ambientes de alta y baja temperatura correspondientemente. Con la configuración empleada, el sistema cuenta con un COP de 2.78. Para obtener el diseño final, primero se realizó un estudio, en catálogos y manuales de refrigeración, de los componentes principales y los accesorios de los sistemas de refrigeración por compresión de vapor para obtener un esquema del sistema con los componentes necesarios. A continuación se realizaron los cálculos energéticos en base al Ashrae Handbook-Refrigeration, para poder seleccionar los componentes con las capacidades adecuadas. Luego se realizó el dimensionado y cálculo de la parte estructural de acuerdo a libros de resistencia de materiales, un cálculo básico de la parte eléctrica para definir conductores, dispositivos de protección, y un sistema de arranque adecuado. El sistema, que opera con R134A como sustancia refrigerante, tiene dentro de sus componentes principales: un compresor reciprocante de dos cilindros, un motor asíncrono trifásico de 0.75 kW, dos evaporadores con capacidades de 418 W y 578 W, dos válvulas de expansión termostáticas con capacidades de 22 kg/h u 11.74 kg/h. Como dispositivos de protección se tienen presostatos de alta y baja presión y válvulas de solenoide, mientras que para el control se seleccionaron termostatos para ambas temperaturas de trabajo. Como aislamiento se escogieron paneles de poliuretano de 100 mm de espesor, y finalmente para la estructura se optó por usar perfiles angulares y canales C de acero estructural A36, y ruedas para poder transportar el módulo entero. Las dimensiones generales de todo el sistema resultantes son de 1.7m x 1m x 1.6 m. Los materiales, el diseño y el ensamblaje en conjunto resultaron en un costo total estimado de S/.17,268.25 El trabajo realizado abarcó el diseño térmico, la selección de los componentes; el diseño mecánico de la estructura, y el diseño del sistema de mando y fuerza del sistema. Adicionalmente se realizó un listado con especificaciones técnicas y un presupuesto del costo total de fabricación del módulo. Se adjunta una guía para la experiencia de laboratorio en los anexos.